JP2015089977A - セルロース繊維を用いた不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性が高く、薄くても、湿潤時に縒れにくい、フェイスマスクに加工した場合、着用時の取扱い性や密着感に優れる化粧用不織布を提供すること。【解決手段】セルロース繊維からなる交絡部と未交絡部をもつ不織布であって、下記（Ａ）および（Ｂ）の特徴を有する不織布。（Ａ）交絡部は不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つこと。（Ｂ）未交絡部の不織布全体に対する面積比率は２０％以上８０％以下であること。【選択図】図１

Description

本発明は、意匠性が良好で、湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合、着用時の取扱い性や密着感に優れる不織布、特に化粧用不織布に関する。

従来、セルロース繊維不織布は美容向けのフェイスマスクとして広く使用されている。例えば、銅アンモニアレーヨン原液を流下緊張法によりウエブ化し、ウエブ化時に繊維が自己接着し、その後、高圧水流処理で３次元交絡を行って不織布化した再生セルロース連続長繊維不織布は、湿潤時の形態安定性が良好で、肌触りに優れている（例えば下記特許文献１参照）。
また、ストライプ模様を有する不織布において、良好な意匠性と強度特性を兼ね備えた、コットン、パルプ、レーヨン等のセルロース繊維不織布が開発されている（例えば下記特許文献２参照）。

しかしながら、近年需要が拡大してきた、美容向けのフェイスマスク専用不織布の開発は十分でなく、以下のような問題点があった。
（１）薄い不織布は、一般的に異方性が高く、フェイスマスク着用時の取り扱い性や形態安定性が良くない。
（２）取り扱い性の良い不織布は、目付や布厚みが増し、薄さ、透明性及び柔軟性を維持できない。
（３）バインダー等の不純物が入っている事が多く、肌への刺激性を否定できない。
（４）再生セルロース繊維は、一般的に湿潤強力が低下し、伸度が増大するため、寸法安定性が悪くなりやすい。
（５）従来のセルロース繊維及びポリエステルなど合繊を複合した不織布は、強度が高く、取扱い性は改善されるが、密着感や保液性等のフェイスマスクに重要な機能が低下する。

特許第４４７１６２０号公報 特開２０１３−６４２２６号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解決し、意匠性が高く、薄くても、湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合、着用時の取扱い性や密着感に優れる不織布を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、セルロース繊維不織布の未交絡部と交絡部の比率（未交絡比率）が特定範囲にあり、且つ、交絡部と未交絡部が不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部が交絡部に囲まれた独立した空間を持つ場合に、意匠性が良好で、薄くても湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合に、着用時の取扱い性や密着感に優れる事を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の構成を有している。

（１）セルロース繊維からなる交絡部と未交絡部をもつ不織布であって、下記（Ａ）および（Ｂ）の特徴を有する不織布。
（Ａ）交絡部は不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つこと。
（Ｂ）未交絡部の不織布全体に対する面積比率は２０％以上８０％以下であること。
（２）未交絡部の並ぶ方向が不織布の伸長性を有する方向と直角する方向（不織布の長さ方向：ＭＤ方向）と並行でないことを特徴とする上記（１）に記載の不織布。
（３）不織布の伸長性を有する方向（不織布の幅方向：ＣＤ方向）において、湿潤状態で、５０ｇｆ／ｃｍの一定荷重をかけた時の伸度が１０％以上５０％以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の不織布。
（４）不織布の伸長性を有する方向において、湿潤状態のヤング率が５ｍＰａ以上５０ｍＰa以下であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の不織布。
（５）不織布の目付が２０ｇ／ｍ²以上６０ｇ／ｍ²以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の不織布。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の不織布を用いたことを特徴とするフェイスマスク。

本発明の不織布は、意匠性が良好で、薄くても湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合に、着用時の取扱い性や密着感に優れている。

実施例１における不織布の水流交絡パターンの平面図である。 比較例１における不織布の水流交絡パターンの平面図である。

以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明の不織布を構成するセルロース繊維としては、銅アンモニアレーヨン、ビスコースレーヨン、テンセル（リヨセル）およびポリノジック等の再生セルロース繊維、コットン、パルプ、麻等の天然セルロース繊維が用いられ、好ましくは再生セルロース繊維である。この繊維は連続長繊維でも短繊維でも構わないが、連続長繊維は、短繊維のものよりも、よりリントフリー性に優れ、吸液性にも優れている。また、バインダーや界面活性剤を付与したセルロース繊維不織布では、吸水性の低下や、成分の溶出が懸念されるため、ノーバインダーのセルロース繊維不織布であることが好ましい。

本発明で用いられるセルロース繊維の繊維径は、４μｍ以上１２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは４μｍ以上１０μｍ以下であり、更に好ましくは４μｍ以上６μｍ以下である。４μｍ未満の場合、繊維組織が緻密になり過ぎて、湿潤時の伸度が低下し、剛くなり過ぎて、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が低下してしまう。一方で、１２μｍより大きい場合、繊維組織が粗大となり、湿潤時の伸度が過剰となり、取扱いが悪くなる。

本発明のセルロース繊維不織布の目付は、２０ｇ／ｍ²以上６０ｇ／ｍ²以下であることが好ましい。より好ましくは２５ｇ／ｍ²以上５５ｇ／ｍ²以下であり、更に好ましくは３０ｇ／ｍ²以上５０ｇ／ｍ²以下である。セルロース繊維不織布の目付が２０ｇ／ｍ²未満の場合、薄すぎる為に取扱い性が著しく低下し、実用的でない。一方で、目付が６０ｇ／ｍ²より大きい場合、取扱い性は優れるが、布厚み及び剛性が増し、肌の動きに追随せず、例えば着用感などのフェイスマスク性能そのものが悪くなる。

本発明のセルロース繊維不織布の厚みは０．２０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．２５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．２５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。セルロース繊維不織布の厚みが０．２０ｍｍ未満の場合、薄すぎるために取扱い性が著しく低下する。０．５０ｍｍより大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤時の強度が増し、フェイスマスク着用感が低下する。

本発明のセルロース繊維不織布の密度は０．２５ｇ／ｍ³以下であることが好ましい。より好ましくは０．２０ｇ／ｍ³以下である。セルロース繊維不織布の密度が０．２５より大きい場合、湿潤時の密着感などフェイスマスク着用感が低下する。また、本発明のセルロース繊維不織布の密度は低い方が好ましいが、現実的には０．１５ｇ／ｍ³以上が好ましい。

本発明のセルロース繊維不織布の未交絡部の不織布全体に対する面積比率は、２０％以上８０％以下であることが好ましい。より好ましくは４０％以上８０％以下であり、更に好ましくは４０％以上７０％以下である。セルロース繊維不織布の未交絡部の面積比率が２０％未満の場合、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下する。８０％より大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤時の強度が過剰となり、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が悪く、フェイスマスクの着用感が低下する。

また、不織布の交絡部は、不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、相互に複数の交点を有し、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つ事を特徴とする。一連の未交絡部が並ぶ方向は、不織布繊維の伸長性を有する方向（不織布の幅方向：ＣＤ方向）と直角する方向（不織布の長さ方向（機械方向）：ＭＤ方向）に対して並行でなく、交絡部がバイアス方向に波型曲線を描きながら、未交絡部分を残すことで、不織布繊維の伸長性を有する方向の強度を高く保つ事が可能となる。

一方、未交絡部が無い通常の不織布では、伸び過ぎて取扱い性が悪い。未交絡部分が交絡部分に囲まれて独立して存在する事で、伸び過ぎず取扱い性に優れる。また、例えば、上記特許文献２に記載のストライプ模様を有する不織布は、交絡部及び未交絡部が相互に離間し、平行でかつ連続したストライプ状である為、湿潤時の特に不織布繊維の伸長性を有する方向の引張り強度が弱い。

図１は本発明の不織布の水流交絡パターンの平面図の一例である。図中２が交絡部であり、複数列存在し、不織布の機械方向（ＭＤ方向）に対して蛇行しており、隣接する交絡部同士が交点４で交差している。従って、未交絡部３は交絡部２によって囲まれた独立空間となっている。そして、一連の未交絡部３が並んでいる方向ｋは不織布の機械方向（ＭＤ方向：長さ方向）と並行していない。未交絡部３は不織布の機械方向と並行ではない一定方向に並んでいるので、本発明の不織布は優れた意匠性を有する。しかし、未交絡部の面積比率が２０％未満になると、未交絡部は、後述するようにマイクロスコープを用いた画像解析では確認できるが、肉眼では独立した空間と確認できず、意匠性も劣る。

本発明の不織布の交絡の方法は公知の交絡方法が何ら制限なく用いられ、特に限定されないが、水流交絡が好ましく、例えば柱状流が好適に用いられる。柱状流ノズルが一列の場合、交絡部分と未交絡部分は互いに離間しながら一定の間隔で不織布が形作られるため、本発明の不織布を作ることはできない。
本発明の不織布をつくるためには複数列のノズルが必要である。列が多すぎると未交絡部分が殆ど無くなってしまい、列が少ないと未交絡部の比率は高くなるが、ノズル詰まりを起こした時の影響が大きくなる。一方、ノズルピッチも重要な要素であり、ノズルピッチが広すぎると未交絡部分が多くなり過ぎ、狭すぎると未交絡部分が殆ど無くなってしまう。本発明では、ノズルピッチとノズル列の数を適切に設定する必要がある。例えば、ＭＤ方向には８．０ｍｍ〜１５．０ｍｍピッチ、ＣＤ方向には２．０ｍｍ〜４．０ｍｍピッチ、ノズルの列は２列〜４列等に設定する。図１において、１がノズルヘッダーであり、各ノズルヘッダーは２本のノズル列５および６から構成されている。ノズル列５および６の間隔がＭＤ方向のノズルピッチであり、各ノズル列にはＣＤ方向に一定ピッチでノズル孔７が設けられている。各ノズルヘッダーは交絡部２を蛇行させるために、機械方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＣＤ方向）に往復運動している。

本発明のセルロース繊維不織布の５０ｇｆ／ｃｍ一定荷重時の伸度は、不織布の伸長性を有する方向において、湿潤状態で、１０％以上５０％以下であることが好ましい。より好ましくは１０％以上４０％以下であり、更に好ましくは１０％以上３５％以下である。セルロース繊維不織布の伸度が１０％未満の場合、取り扱い性は優れるが、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時に剛く、肌への追従性が悪い為、フェイスマスクの着用感が低下する。５０％より大きい場合、湿潤時の伸度が高く、かつ、交絡が不十分で解れ易い。

本発明のセルロース繊維不織布のヤング率は、湿潤状態で、不織布の伸長性を有する方向において、５ｍＰa以上５０ｍＰa以下であることが好ましい。より好ましくは１０ｍＰa以上４０ｍＰa以下であり、更に好ましくは１０ｍＰa以上３０ｍＰa以下である。セルロース繊維不織布のヤング率が５ｍＰa未満の場合、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下する。５０ｍＰaより大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤強度が過剰となり、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が悪く、フェイスマスクの着用感が低下する。

本発明において化粧用不織布とは、化粧用フェイスマスク用不織布シート及び制汗用不織布シート、ウエットティッシュ、メイク落とし等のＷＥＴ拭き取りシートなど、化粧用バルクやアルコール含浸用基材として用いられている不織布を言う。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明における測定方法を以下に示す。
（１）繊維径（μｍ）
セルロース繊維不織布を、走査型電子顕微鏡、日本電子製ＪＳＭ−６３８０を用いて１００００倍の倍率で観察し、任意の５０本を選び繊維径を測定し、平均値を求めた。
（２）目付（ｇ／ｍ²）
０．０５ｍ²以上の面積のセルロース繊維不織布を、１０５℃で一定重量になるまで乾燥後、２０℃、６５％ＲＨの恒温室に１６時間以上放置してその重量を測定し、不織布のｍ²当たりの重量（ｇ）を求めた。

（３）厚み（ｍｍ）
セルロース繊維不織布を、ＪＩＳ−Ｌ１０９６準拠の厚み試験にて荷重を１．９６ｋＰａとして測定した。
（４）密度（ｇ／ｃｍ³）
セルロース繊維不織布の厚みと目付をそれぞれ１０回測定し、その平均値となる厚み（ｍｍ）Ａと目付Ｂ（ｇ／ｍ²）を用いて次式により密度を算出した。
密度 ＝ （ Ｂ ／ Ａ ） ／ １０００

（５）未交絡部の不織布全体に対する面積比率（％）
マイクロスコープ（１０倍）を用いた画像解析より、未交絡部が５０点入るような不織布面積Ａ（ｍｍ²）において、未交絡部の合計面積Ｂ（ｍｍ²）を測定し、全体の面積Ａ（ｍｍ²）とから、次式により未交絡部の面積比率を求めた。
未交絡部の面積比率＝（ Ｂ ／ Ａ ） ×１００

（６）５０ｇｆ／ｃｍ一定荷重下での伸度（％）
カトーテック株式会社製のＫＥＳ-ＦＢ１引張り試験機を用いて評価した。２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を蒸留水に浸漬させて、１分後、液垂れがしない程度に軽く絞り、引張り試験機にて、不織布の伸長性を有する方向において、荷重５０ｇｆ／ｃｍ下での伸度を３回測定し、平均して求めた。

（７）ヤング率（ｍＰａ）
ＪＩＳ Ｌ １０９６に準拠して、幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍの試験片を把握長１０ｃｍとなる様に把持し、定速伸長型引張り試験機（商品名：テンシロンＵＣＴ−１ｔ（オリエンテック株式会社製））を用いて不織布の伸長性を有する方向に、引っ張り速度が３０ｃｍ±３ｃｍ／ｍｉｎの条件で伸長させ、試料が破断するときのヤング率を測定した。

（８）着用感
被験者２０人でフェイスマスク着用感の官能評価を行った。評価方法および判定基準は以下のとおりであり、２０人の平均値をそのサンプルの肌触りの官能評価の値とした。
評価方法：各素材の試験用不織布をフェイスマスク型にカットし、ドライ状態で４つ折にしたフェイスマスク型のサンプルを純水を用いて、各素材毎の吸水倍率量を含浸させる。１分間放置後、フェイスマスク型サンプルを展開して、顔に装着する。この際、取り扱い性・密着性・柔軟性等を評価する。装着後、５分間放置状態で、鏡越しに見て密着感の程度を評価する。
判定基準：国立大学法人 信州大学大学院と旭化成せんい株式会社の共同研究結果より得られた、官能検査 ＳＤ法（−３点以上＋３点以下）に準拠して、下記表１記載の判定基準に従って評価した。

（実施例１）
コットンリンター（重合度９００〜１０００）を銅アンモニア溶液で溶解し（コットンリンター１０ｗｔ％、アンモニア７ｗｔ％、銅３ｗｔ％）紡糸原液を準備した。原液吐出孔が直径０．６ｍｍ、４５個／ｃｍ²である紡糸口金を用い１ホール当たりの吐出量が０．０９ｃｃ／ｍｉｎにて、流下緊張下で連続してネット上に５層重ねで紡糸してセルロース連続長繊維ウエブを得た。得られたセルロース連続長繊維ウエブを希硫酸で再生し、水洗後得られた再生セルロース連続長繊維ウエブを４０メッシュのコンベアーネット（支持体）上で、列数が２列、列の間隔が８ｍｍ、ＣＤ方向に４ｍｍピッチの柱状流ノズル孔を有する３本のノズルヘッダー（ノズルヘッダー間隔は１００ｍｍ）を用いて、３ｍＰaの高圧水流で水流交絡処理を行い、シートを交絡させた後、１００℃の熱風乾燥を行い、水流交絡部と未交絡部が表面に形成された再生セルロース連続長繊維不織布を得た。なお、ノズルヘッダーをウエブの進行方向と直角に往復運動させることにより、交絡部を蛇行させた。

得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が４０．０ｇ／ｍ²、厚みが０．２５ｍｍであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が４９．３％であった。得られた不織布の平面図を図１に、特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。表２および表３からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として、極めて良好な不織布であった。

（実施例２）
再生セルロース繊維不織布（レーヨン１００％繊維）を用いて、実施例１と同様の条件で、４０メッシュのコンベアーネット（支持体）上で、列数が２列、列の間隔が８ｍｍ、ＣＤ方向に４ｍｍピッチの柱状流ノズル孔を有する３本のノズルヘッダー（ノズルヘッダー間隔は１００ｍｍ）を用いて、３ｍＰaの高圧水流で水流交絡処理を行い、シートを交絡させた後、１００℃の熱風乾燥を行った。
得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が３８．４ｇ／ｍ²、厚みが０．２７ｍｍ、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が５３．２％であった。特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。表２および表３からも判る通り、得られた再生セルロース繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として極めて良好な不織布であった。

（実施例３）
原液吐出孔が直径０．３ｍｍ、１８０個／ｃｍ²である紡糸口金を用い、１ホール当たりの吐出量が０．０２ｃｃ／ｍｉｎ、交絡処理における列の間隔が１５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の条件にて、５層構造の再生セルロース連続長繊維不織布を得た。得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が２９．６ｇ／ｍ²、厚みが０．２８ｍｍであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が６１．６％であった。特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。表２および表３からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として、極めて良好な不織布であった。

（比較例１）
実施例１において、紡糸口金のホール数を１３００個／ｃｍ²、交絡処理における列数を７列、列の間隔を０．４ｍｍ、ＣＤ方向のノズル孔のピッチを２．５ｍｍ、孔径を０．１５ｍｍにしたこと以外は、実施例１と同様の条件にて、５層構造の再生セルロース連続長繊維不織布を得た。得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が４０．０ｇ／ｍ²、厚みが０．３０ｍｍであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が１９．０％であった。得られた不織布の平面図を図１に、特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。表２および表３からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下し、フェイスマスクに加工した場合の装着時の着用感が劣り、本発明の不織布に比べ、各種の用途に使用するには、問題のあるものであった。また、肉眼では未交絡部が独立した空間と確認できず、意匠性にも劣るものであった。

（比較例２）
市販のセルロース繊維不織布（三和紙業製、リヨセル／パルプ複合繊維）を用いて、比較例１と同様の交絡処理を行なった。得られたセルロース繊維不織布の目付は３４．５ｇ／ｍ²、厚みは０．３８ｍｍ、未交絡部の不織布全体に対する面積比率は１９．９％であった。特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。

（比較例３）
上記特許文献２の実施例２の記載に準じて、セルロース及び合繊複合不織布（ダイワボウホールディングス株式会社製、パルプ／ポリエステル複合繊維）を用いて、構成繊維が交絡された繊維ウエブの一部が交絡により再配列され、相互に離間したストライプの幅が５ｍｍであるスパンレース不織布を得た。得られた不織布の目付は４０．２ｇ／ｍ²、厚みは０．３９ｍｍ、未交絡部の不織布全体に対する面積比率は８２．３％であった。特性及び機能性の評価結果を表２および表３に示す。

本発明の不織布は化粧用フェイスマスク用不織布シート及び制汗用不織布シート、アルコールウエットティッシュ、メイク落とし等のＷＥＴ拭き取りシートなど、化粧用バルクやアルコール含浸用基材としてコスメ分野に好適に用いられる。

１ ノズルヘッダー
２ 交絡部
３ 未交絡部
４ 交点
５ ノズル列
６ ノズル列
７ ノズル孔

Claims (6)

1. セルロース繊維からなる交絡部と未交絡部をもつ不織布であって、下記（Ａ）および（Ｂ）の特徴を有する不織布。
   （Ａ）交絡部は不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つこと。
   （Ｂ）未交絡部の不織布全体に対する面積比率は２０％以上８０％以下であること。
2. 未交絡部の並ぶ方向が不織布の伸長性を有する方向と直角する方向（不織布の長さ方向：ＭＤ方向）と並行でない事を特徴とする請求項１に記載の不織布。
3. 不織布繊維の伸長性を有する方向（不織布の幅方向：ＣＤ方向）において、湿潤状態で、５０ｇｆ／ｃｍの一定荷重をかけた時の伸度が１０％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の不織布。
4. 不織布繊維の伸長性を有する方向において、湿潤状態のヤング率が５ｍＰａ以上５０ｍＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の不織布。
5. 不織布の目付が２０ｇ／ｍ²以上６０ｇ／ｍ²以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織布。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の不織布を用いたことを特徴とするフェイスマスク。